Tro bay - vật liệu làm bê tông xây dựng

Thứ bẩy, 12/11/2005 00:00

Tro bay vốn là phế liệu của các nhà máy nhiệt điện chạy bằng than cám lúc này đây đã trở thành một mặt hàng vật liệu xây dựng VLXD được nhiều người quan tâm. Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại, nguồn cung cấp Tro bay duy nhất đã được nhiều người tìm đến và viếng thăm nhà máy kể cả khách nước ngoài.

Sở dĩ tro bay được quan tâm như thế, vì như một tài liệu kinh điển về bê tông đã viết: tro bay là một puzzolan phổ biến nhất cho bê tông. Khi nhu cầu nhiều mà tro bay lại không đủ cung cấp. Có nhiều người còn lo rằng nếu quyết định dùng tro bay trong bê tông cho công trình X lớn như vậy, liệu có đủ tro bay để dùng và việc cung cấp có kịp tiến độ thi công không? và rồi đường sá xa xôi như thế, giá tro bay sẽ đội lên, thì giá phế phẩm tro bay và chính phẩm xi măng có khi xấp xỉ nhau. Có dự án xây dựng biết lo xa tính trước và để giữ thế chủ động trong thi công đã quyết định thay thế tro bay bằng một loại puzzolan thiên nhiên nào đó ở gần công trình xây dựng, đó cũng là điều tốt: sử dụng tro bay trong xây dựng giống như đi săn, bằng một mũi tên bắn được 3 con thỏ, có nghĩa là đạt được 3 lợi ích không nhỏ chút nào: một là ngành xây dựng có phụ gia khoáng hoạt tính pha vào xi măng và bê tông để cải thiện tính chất của nó theo hướng mong muốn, hai là nhà máy nhiệt điện có thêm lợi ích và ba là môi trường không bị ô nhiễm. Hồ chứa tro bay Phả Lại là một kho vàng đen nho nhỏ, có lúc vơi, đầy, nhưng không bao giờ cạn. Ở Trung Quốc tro bay thừa thãi sẵn sàng bán cho ta khi có yêu cầu, nhưng phí vận tải sẽ rất cao.
Nhu cầu sử dụng tro bay ở VN là như vậy, còn việc nghiên cứu tro bay ở nước ta thì sao? Trước khi dùng tro bay ở các dự án, các phòng thí nghiệm đều phải thiết kế thành phần bê tông tro bay. Cũng có một số đề tài nghiên cứu bê tông mác cao, bê tông đầm cán, bê tông nhựa dùng tro bay nhiệt điện Phả Lại, tuy nhiên trong nghiên cứu chỉ mới quan tâm đến độ dẻo, cường độ và tính chống thấm của bê tông. Một số người cho rằng dùng từ "tro bay Phả Lại" có lẽ không thích hợp, mà gọi là tro tuyển Phả Lại, thì đúng nghĩa hơn, vì tro ở đây không lấy trực tiếp từ bộ lọc ở ống khói, mà tro được thải ra hồ, rồi được vớt lên và xử lý than chưa cháy tuyển nổi, sau đó mới sấy khô và đưa đi sử dụng. Tất nhiên bản chất tro tuyển Phả Lại cũng giống như tro bay của nước ngoài, nên cứ quen gọi là tro bay. Tro bay cũng được đưa vào tiêu chuẩn ở nước ta. Tiêu chuẩn này được viết theo tiêu chuẩn của Mỹ ASTM C618-94A.
Để hiểu rõ hơn về tro bay và tác dụng của nó đối với hầu hết các tính chất của bê tông, chúng tôi muốn giới thiệu một số tư liệu mới đây của nước ngoài về lĩnh vực này. Đây cũng có thể coi là lý thuyết, giúp ta giải thích các kết quả thí nghiệm của chúng ta. Tro bay là một loại puzzolan nhân tạo, là tro đốt của than cám, nên bản thân nó đã rất mịn, có cỡ hạt từ 1 - 10µm, trung bình 9 - 15µm. Tro bay được phân ra hai loại với các đặc điểm khác nhau: loại C có hàm lượng CaO ≥ 5% và thường bằng 15 - 35%. Đó là sản phẩm đốt than linhit hoặc than chứa bitum, chứa ít than chưa cháy, thường < 2%. Loại F có hàm lượng CaO < 5%, thu được từ việc đốt than antraxit hoặc than chứa bitum, có hàm lượng than chưa cháy nhiều hơn, khoảng 2 - 10%. Tro bay Phả Lại thuộc loại F. do đốt không tốt, nên hàm lượng than chưa cháy khá cao, tới ≥ 20%. Vì vậy phải xử lý bằng phương pháp tuyển nổi hoặc có thể dùng phương pháp đốt lại để giảm hàm lượng than chưa cháy vì theo tiêu chuẩn thì hàm lượng đó không được vượt quá 6% và có thể cho phép tới 12% nếu qua thí nghiệm và thực tế ứng dụng chứng minh là dùng được. Tro bay loại F kém hoạt tính hơn và cần 2 tuần để thuỷ hoá, nó có cỡ hạt tối ưu từ 10µ trở xuống, vì hạt nhỏ thì sẽ cháy hết, nên có ít than chưa cháy trong tro. Tro loại C có hoạt tính cao hơn, chỉ cần 3 ngày thuỷ hoá và đôi khi nó có tính chất thuỷ lực tự cứng yếu do có hàm lượng CaO cao.
-Tro bay có thể làm tăng hoặc làm giảm độ dẻo tức là giảm hoặc tăng lượng nước yêu cầu của hỗn hợp bê tông, điều đó tuỳ thuộc vào hàm lượng than chưa cháy và độ mịn của tro bay.Việc làm tăng lượng nước yêu cầu được giải thích băng việc hút nước của các phần tử cacbon than chưa cháy, sự cản trở giữa các hạt tro bay lớn, cũng như cốt liệu làm cho pha hồ có độ nhớt cao. Như vậy tro bay loại F có thể làm giảm độ dẻo của hỗn hợp cacbon cao biểu thị bằng lượng mất khi nung. Việc làm giảm lượng nước yêu cầu có thể do các nguyên nhân: hạt tro bay tròn nhẵn dễ dịch chuyển và thể tích hồ trong bê tông tăng lên do tro bay nhẹ hơn xi măng, nên bay là giảm hàm lượng khí trong bê tông nó có tác dụng chống băng giá. Hàm lượng cacbon lượng mất khi nung lớn trong tro bay loại F gây nên sự cố này.
Như vậy, qua một số tư liệu nêu trên chúng ta thấy rõ các vấn đề quan trọng sau đây:
1. Ảnh hưởng của tro bay đối với hầu hết các tinh chất của bê tông;
2. Ảnh hưởng xấu của hàm lượng than chưa cháy chủ yếu là tăng lượng nước cần thiết, tạo ra những hạt thô trong tro bay và giảm lượng khí trong hỗn hợp bê tông;
3. Tro bay loại C nói chung tốt hơn tro bay loại F, riêng về chống Sunfat có kém hơn, ở nước ta hiện nay mới chỉ dùng tro bay Phả Lại thuộc loại F. Sau này có thể tro bay của nhà máy nhiật điện khác; nếu có được tro loại C thì cũng là điều đáng mừng.
Hy vọng rằng cùng với sự phát triển nhiệt điện sản lượng tro bay trong tương lai ở nước ta sẽ tăng lên gấp bội để dùng cho ngành xây dựng của chúng ta. Tuy nhiên, khi mà tro bay chưa đủ cung cấp thì các dự án luôn luôn phải dự phòng một loại Puzzolan thiên nhiên nào đó để thay tế tro bay khi cần thiết.

Nguồn tin: Theo Tạp chí Người xây dựng, số 10/2005